D0:10.13374.issn1001-053x2012.03.006 第34卷第3期 北京科技大学学报 Vol.34 No.3 2012年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.2012 烧结法赤泥全尾砂胶结充填料 黄 迪1,2) 倪文)回祝丽萍) 1)北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京100083 2)北京中治治金设备研究设计总院有限公司，北京100029 ☒通信作者，E-mail:niwent@ces.ustb.edu.cm 摘要为了解决全尾砂、赤泥大量堆积产生的环境问题，实验采用烧结法赤泥、全尾砂等固体废弃物制备矿山充填料.结果 表明：胶结剂的优化配比为赤泥49.2%+矿渣32.8%+熟料10%+石膏8%：充填料强度随着全尾砂摻量的增加而急剧下 降：试块在水化初期即出现钙矾石、C-$H凝胶，这些水化产物对早期强度的提高有很大帮助：差式扫描-热重分析表明试块 在水化初期即可固结大量水，烧结法赤泥全尾砂胶结充填料具有早期强度高、固结水量大以及大量利用废料等特点，可满足 目前矿山充填的需要 关键词赤泥：烧结：尾砂：废弃物利用：水化作用：钙矾石 分类号TD853.3 Paste backfilling material prepared with red mud from sintering process and unclassified tailings HUANG Di2,MWen》回，ZHU Li-ping' 1)Key Laboratory of High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines (Ministry of Education of China),University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083,China 2)Beijing Metallurgical Equipment Research Design Co.Ltd.of MCC Group,Beijing 100029,China Corresponding author,E-mail:niwen@ces.ustb.edu.cn ABSTRACT To solve the problems of environmental pollution brought by the stockpiling of unclassified tailings and red mud,a mine backfilling material was prepared with red mud from sintering process,unclassified tailings and other solid wastes.The experimental results show that the optimal mass proportions of the cementing agent are red mud 49.2%,slag 32.8%,clinker aggregate 10%,and plaster 8%:the strength of the backfilling material block reduces sharply with the increase of the unclassified tailings addition:the hydration products of ettringite and C-S-H gel generated in the test block at the early stage of hydration help for the early strength. Differential scanning calorimetry-thermo gravimetric (DSC-TG)analysis shows that the test block concretes lots of water at the early stage.The prepared paste backfilling material has the characteristic of high early strength,large water concretion,high quantity wastes utilization,etc.,and it can meet the requirement of mine backfilling. KEY WORDS red mud;sintering:tailings:waste utilization:hydration:ettringite 全尾砂胶结充填采矿法是一种利用不经分级的 本胶凝材料作为水泥代替品的研究己成为国内外胶 全部尾矿进行胶结充填采矿的方法，能高效利用矿 结充填采矿的研究热点).赤泥胶结充填料是结 山的全部尾矿，因此逐渐被国内各大矿山所采 合矿山充填量大、强度要求低的特点，利用赤泥的活 用口.水泥是全尾砂胶结充填料中常用的胶结 性，研究开发出的一种新的低成本充填材料圆.我 剂回，但在长期实践中发现水泥存在水灰比小、灰 国年产赤泥约3000万t,且大部分处于堆积状态， 砂比高及高浓度充填时混合物流动性差、成本较高 己成为铝行业的主要固体废物0.由于烧结法的 等问题，难以满足井下充填的要求0.目前将低成 特殊生产过程，赤泥在化学成分、颗粒级配等方面具 收稿日期：2011-05-04 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51074018)第 34 卷 第 3 期 2012 年 3 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 No． 3 Mar． 2012 烧结法赤泥全尾砂胶结充填料 黄 迪1，2) 倪 文1) 祝丽萍1) 1) 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083 2) 北京中冶冶金设备研究设计总院有限公司，北京 100029 通信作者，E-mail: niwen@ ces． ustb． edu． cn 摘 要 为了解决全尾砂、赤泥大量堆积产生的环境问题，实验采用烧结法赤泥、全尾砂等固体废弃物制备矿山充填料． 结果 表明: 胶结剂的优化配比为赤泥 49. 2% + 矿渣 32. 8% + 熟料 10% + 石膏 8% ; 充填料强度随着全尾砂掺量的增加而急剧下 降; 试块在水化初期即出现钙矾石、C--S--H 凝胶，这些水化产物对早期强度的提高有很大帮助; 差式扫描 － 热重分析表明试块 在水化初期即可固结大量水． 烧结法赤泥全尾砂胶结充填料具有早期强度高、固结水量大以及大量利用废料等特点，可满足 目前矿山充填的需要． 关键词 赤泥; 烧结; 尾砂; 废弃物利用; 水化作用; 钙矾石 分类号 TD853. 3 Paste backfilling material prepared with red mud from sintering process and unclassified tailings HUANG Di 1，2) ，NI Wen1) ，ZHU Li-ping1) 1) Key Laboratory of High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines ( Ministry of Education of China) ，University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083，China 2) Beijing Metallurgical Equipment Research ＆ Design Co． Ltd． of MCC Group，Beijing 100029，China Corresponding author，E-mail: niwen@ ces． ustb． edu． cn ABSTRACT To solve the problems of environmental pollution brought by the stockpiling of unclassified tailings and red mud，a mine backfilling material was prepared with red mud from sintering process，unclassified tailings and other solid wastes． The experimental results show that the optimal mass proportions of the cementing agent are red mud 49. 2% ，slag 32. 8% ，clinker aggregate 10% ，and plaster 8% ; the strength of the backfilling material block reduces sharply with the increase of the unclassified tailings addition; the hydration products of ettringite and C-S-H gel generated in the test block at the early stage of hydration help for the early strength． Differential scanning calorimetry-thermo gravimetric ( DSC-TG) analysis shows that the test block concretes lots of water at the early stage． The prepared paste backfilling material has the characteristic of high early strength，large water concretion，high quantity wastes utilization，etc． ，and it can meet the requirement of mine backfilling． KEY WORDS red mud; sintering; tailings; waste utilization; hydration; ettringite 收稿日期: 2011--05--04 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51074018) 全尾砂胶结充填采矿法是一种利用不经分级的 全部尾矿进行胶结充填采矿的方法，能高效利用矿 山的 全 部 尾 矿，因此逐渐被国内各大矿山所采 用［1］． 水泥是全尾砂胶结充填料中常用的胶结 剂［2］，但在长期实践中发现水泥存在水灰比小、灰 砂比高及高浓度充填时混合物流动性差、成本较高 等问题，难以满足井下充填的要求［1］． 目前将低成 本胶凝材料作为水泥代替品的研究已成为国内外胶 结充填采矿的研究热点［3--7］． 赤泥胶结充填料是结 合矿山充填量大、强度要求低的特点，利用赤泥的活 性，研究开发出的一种新的低成本充填材料［8］． 我 国年产赤泥约 3 000 万 t，且大部分处于堆积状态， 已成为铝行业的主要固体废物［9--10］． 由于烧结法的 特殊生产过程，赤泥在化学成分、颗粒级配等方面具 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.03.006